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Sonnensystem Update 2014
Max Camenzind
Senioren Uni
Würzburg @ WS2014
Themen • Die Sonne, ihr Spektrum und was auf der
Erde ankommt.
• Die aktive Sonne – 3 Jahre Sonnen-beobachtung mit SDO - was bringt Cyclus 24 für unser Klima?
• Die zentrale Frage: Wie weit beeinflusst die Sonneneinstrahlung unser Klima?
• Mars – unser Fluchtplanet?
• Curiosity, Maven etc.
• Impressionen vom Saturn mit Cassini.
• Kennen Sie JUICE?
Die Sonne
Das Sonnen-Spektrum
Climate4you
Sonneneinstrahlung Zirkulation in Atmosphäre
Sonnenbeobachtung mit SDO AIA @ 170, 193, 335 nm etc. + visible
The Atmospheric Imaging Assembly (AIA) images the solar atmosphere in multiple wavelengths to link changes in the surface to interior changes. Data includes images of the Sun in 10 wavelengths every 10 seconds. PI: Alan Title, PI Institution: Lockheed Martin Solar Astrophysics Laboratory.
The Helioseismic and Magnetic Imager extends the capabilities of the SOHO/MDI instrument with continual full-disk coverage at higher spatial resolution and new vector magnetogram capabilities. PI: Phil Scherrer, PI Institution: Stanford University.
HMI Magnetogramm 24.10.2014 Polarität Feldlinien
HMI Intensität sichtbar
Die Sonne am 19.10.2014
© Alan Friedman
AR2192 am 23.10.2014/USA
AR2192 am 21.10.2014/SDO
Jupiter
© Alan Friedman
AR2192
SDO
Sonne im Aufruhr
OUR POWERHOUSE-
THE SUN Die Aktive Sonne
@ 1 Mio. Kelvin
Sonnen-Flecken Zyklen
3 Jahre Sonnenbeobachtung SDO
Magnetfeld-Loops
Ha Filament Sonne
Eruptionen & Sonnensturm
Sonnensturm & Erdatmosphäre
Sonnensturm quetscht Erdatmosphäre
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lus
Heute:
Zyklus 24
Climate4you
Sonnenflecken heute wie 1900
Climate4you
Climate4you
Flecken-
Minimum
Flecken-
Maximum Flecken-
Maximum
Climate4you
Climate4you
Sonnenfleckenzahl seit 1600
Climate4you
Sonneneinstrahlung zugenommen
Maunder
Minima der Sonneneinstrahlung
The variation in global temperature is about 0.2oC during one sunspot period
Asymmetrical temperature 'bump' around 1998 are reflecting oceanographic El Niño effects.
Climate4you
Climate4you
Geringfügige Zunahme seit 1960
Satelliten-Daten
Langzeitentwicklung Temperatur
Abkühlung seit Kambrium
Kontinentaldrift
Variation
Erdbahn
Grafik: Wikipedia/Camenzind
Reduktion CO2-Gehalt
2000 200 ppm Sonnen-
Flecken
Klimazyklen seit 800.000 Jahren
Milankovic erklärt Klimazyklen
Klimaschwankungen seit letzter Eiszeit
Warmzeiten Hochkulturen
Der Mars & seine Atmosphäre
Komet Siding Spring C/2013 A1
verfehlt Mars nur knapp Perihel = 1,3986 AE; Ecc e = 1,0007; Inc = 129°
Der Komet von der Größe eines kleinen Berges passierte den Roten
Planeten mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200.000
Stundenkilometern im Abstand von nur knapp 140.000 Kilometern.
Mars-Rover Opportunity
vermeldet Wasser auf dem Mars
Eigentlich sollte der Roboter nur drei Monate lang über
den Roten Planeten fahren, aber er rollt und rollt:
Pünktlich zum zehnten Jahrestag (Jan. 2014) seiner
Landung ist dem Forschungsroboter "Opportunity" eine
wichtige Entdeckung auf dem Mars gelungen. Im
"Endeavour"-Krater, wo der Rover der US-
Raumfahrtbehörde NASA sich seit Monaten aufhält, hat es
einst Wasser gegeben.
Mars-Rover Opportunity
ist nicht totzukriegen!
Mars-Rover Curiosity
Dieser Stein lag doch vorher nicht da
“Pinnacle Island“
Mars-Rover Curiosity
Suche nach Leben auf dem Mars
Mars-Rover Curiosity
untersucht Mount Remarkable
Aus mehreren Einzelbildern zusammengesetztes Selbstporträt: Der Rover
landete am 6. August 2012 auf dem Mars und war seitdem auf dem Weg
Richtung Gipfel des Mount Sharp.
Am Boden des Mars herrscht derzeit ein so niedriger
Luftdruck, wie auf der Erde in 35 Kilometern Höhe und die
Temperatur ist mit durchschnittlich - 55 Grad
lebensfeindlich niedrig. Außerdem besteht die Atmosphäre
fast vollständig aus Kohlendioxyd.
Ein Großteil des Mars-Wassers wird unter der Oberfläche
des Planeten vermutet. Auch sind kohlenstoffhaltige
Minerale im Boden nachgewiesen worden - ein weiterer
Hinweis auf Leben, wie wir es kennen. Die einst dichte
Atmosphäre könnte ins Weltall verdampft sein. Der Mars
hat immerhin nur gut ein Drittel der Schwerkraft der Erde
und sein schützendendes Magnetfeld verschwand im Lauf
der Jahrmillionen fast vollständig.
Wasser auf dem Mars ?
NASA-Sonde Maven erreicht den Marsorbit
Die primäre Mission ist dabei vorerst auf ein Erdenjahr ausgelegt, in dem die
Zusammensetzung der Marsatmosphäre untersucht wird, sowie deren Zusammenspiel
mit der Sonne und Sonnenwinden. Fünfmal soll die Sonde dabei aus ihrer ursprünglichen
Höhe von rund 150 km auf rund 125 km absinken und die Atmosphäre untersuchen.
Vergleich von Planeten-Atmosphären
Da der Mars im Gegensatz zur Erde über kein nennenswertes Magnetfeld
verfügt, kann die von der Sonne ausgehende Strahlung - der Sonnenwind - tief
in die Marsatmosphäre vordringen. Die Sonnenwindionen können dabei die in
der Atmosphäre enthaltenen Moleküle in ihre atomaren Bestandteile
aufspalten. Diese Aufspaltung beschleunigt das Entweichen in den Weltraum.
Venus
Mars
Einst sah es auf dem Mars wahrscheinlich so aus, wie heute im Yellowstone-
Nationalpark der USA. Aus Erdspalten dampften schwefelige Gase, vielleicht
spritzen Geysire ihre Fontänen in die Luft.
Erschwerend ist der 95-prozentige Kohlendioxid-Anteil der
Mars-Atmosphäre. Der ist zum einen sehr hoch, zum
anderen aber nicht stabil, denn im Winter senkt sich rund
ein Drittel des atmosphärischen Kohlendioxids aus der Luft
auf den Boden. Ungefähr 30 Prozent der Atmosphärenmasse
kondensiert dann. Dadurch kommt es zu starken
Druckveränderungen. Und diese wiederum führen dazu,
dass Luftmassen angezogen werden und sich in Bewegung
setzen. Besonders in der Winterhemisphäre des Planeten
finden solche Bewegungen statt, da ein Großteil des
Kohlendioxids ausfällt, wenn es auf der Oberfläche
kondensiert. Das aber bringt die in der Atmosphäre
verbliebene Luft in Bewegung.
Atmosphäre des Mars - unmenschlich
Nächster Mars-Rover
Die Strahlenbelastung einer Reise zum Mars und zurück summiert sich auf
1010 Millisievert. Beschäftige in Atomkraftwerken dürfen pro Jahr maximal
20 Millisievert erreichen.
Auswandern zum Mars ?
7,6 Jahre Reise zum Jupiter + 3,5 Jahre Beobachtung im Jupiter-System.
Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat sich mit ihrem nächsten großen Projekt ein fernes Ziel gesetzt: Die Wissenschaftsmission JUICE wird sich der Erforschung der Eismonde des Planeten Jupiter widmen. Eine mit zahlreichen Messinstrumenten ausgestattete Raumsonde soll 2022 zum Jupitersystem aufbrechen, würde dieses acht Jahre später erreichen und inspizieren.
JUICE
JUICE = JUpiter ICe Moons Explorer
JUICE 2022
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Struktur der Galilei Monde
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Europa A primary target
Io
100 km tiefer Ozean auf Europa
Saturn hat ???? Monde
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Cassini – Saturn Prospective
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Saturns Magnetosphäre
Titan Atmosphäre am 7.4.2014
Sonnenaufgang über Methansee auf Titan
• Sonnenaktivität klingt langsam ab, das
Maximum ist überschritten.
• Temperaturzunahme der Erde geht min-
destens teilweise auf Zunahme der
Sonneneinstrahlung seit 1700 zurück!
• Die gute Nachricht: Es gibt Wasser auf dem
Mars. sollte mal Wasser gegeben haben
• Die schlechte Nachricht: Die Mars-
Atmosphäre ist ganz anders aufgebaut wie
die Erdatmosphäre: 96% CO2.
• Cassini-Mission wird bis 2017 fortgesetzt.
Zusammenfassung